Устройство для обезвоживания нефти

 

Использование: техника разрушения водонефтяной эмульсии в электрическом поле для глубокого обезвоживания нефти и нефтепродуктов. Сущность изобретения: устройство включает корпус с соосным электродом, выполненным в виде трубы с покрытием из диэлектрика. Диэлектрическое покрытие выполнено из материала, диэлектрическую проницаемость которого определяют из соотношения где d - толщина покрытия, м; U - рабочее напряжение, В; f - частота рабочего напряжения, 1/с, а толщину покрытия определяют из соотношения d>0,3·10^-6U. Задаются определенные соотношения геометрических параметров устройства. 1 ил.

Изобретение относится к технике разрушения водонефтяной эмульсии в электрическом поле и может быть использовано для глубокого обезвоживания нефти и нефтепродуктов.

Известен электродегидротатор, включающий корпус с соосным электродом, выполненным в виде металлической трубы с покрытием из диэлектрика, при этом покрытие выполнено из материала с диэлектрической проницаемостью ε≥10 Однако при выполнении покрытия из материала с большими величинами ε в режиме, когда водяные цепочки перемыкают промежуток между электродами, все рабочее напряжение прикладывается к слою диэлектрика и через этот слой течет большой ток, что приводит к его перегреву, а следовательно к большому потреблению энергии и снижению надежности работы, кроме того, в этот момент укрупнившиеся капли воды могут разрушаться на множество мелких капель. Для устранения этого недостатка необходимо установить верхнюю границу значений ε.

Целью изобретения является повышение экономичности, надежности и глубины обезвоживания.

Это достигается тем, что в устройстве для электрообезвоживания нефти, включающем цилиндрический заземленный корпус, размещенный в нем по оси высоковольтный электрод с диэлектрическим покрытием, покрытие выполнено из материала, диэлектрическая проницаемость которого определена соотношением ε < 2·10¹⁰ где d толщина диэлектрического покрытия, м; U рабочее напряжение, В; f частота рабочего напряжения, 1/с, при этом толщина диэлектрического покрытия выбрана из соотношения d ≈ 0,3 ˙10^-6 U. а отношение радиуса высокопотенциального электрода к радиусу корпуса выбрано в пределах (0,25-0,5).

На чертеже изображено устройство для электрообезвоживания нефти.

Устройство включает цилиндрический металлический заземленный корпус 1 с патрубками 2 и 3 для ввода нефтепродуктов и вывода обезвоженной нефти. Внутри корпуса соосно установлен электрод 4, выполненный в виде металлической трубы с диэлектрическим покрытием 5, например, из электротехнической или радиочастотной керамики. Электрод 4 соединен с высокопотенциальным (незаземленным) выводом трансформатора 6. Корпус 1 снабжен специальными патрубками 7 для отвода воды, отделяющейся в межэлектродной зоне 8.

Устройство работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия поступает через патрубок 2 в межэлектродную зону 8, где подвергается воздействию электрического поля высокого напряжения, что приводит к коалесценции капель воды и их укрупнению до размеров, при которых они быстро осаждаются. Обезвоженная нефть выводится из устройства через патрубок 3, а вода через патрубки 7.

Расчет устройства осуществляется следующим образом.

Пусть радиус корпуса устройства R равен 100 мм, а оптимальное значение рабочего напряжения 15 кВ. Тогда радиус электрода с покрытием r равен 25 мм. При этом толщина покрытия должна быть больше величины 0,3 ˙10^-6 15˙ 10³ 4,5 ˙10^-3 м 4,5 мм. Примем эту величину равной 5 мм. Далее определяем значение диэлектрической проницаемости ε < 2·10¹⁰ ε < 133 Таким образом, покрытие электрода должно быть выполнено из материала, диэлектрическая проницаемость которого меньше 133.

Выполнение покрытия из диэлектрика с расчетным значением ε и определенное соотношение геометрических размеров устройства позволяет достичь глубокого обезвоживания нефтепродуктов при повышении экономичности и надежности его работы по сравнению с прототипом за счет того, что существенно ограничивается потребление электроэнергии, особенно при обезвоживании высокообводненных нефтепродуктов, повышается надежность работы за счет увеличения срока службы высокопотенциального электрода и создания оптимальных условий обезвоживания, повышается глубина обезвоживания за счет отсутствия вторичного дробления укрупнившихся капель в областях с высокой напряженностью электрического поля.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТИ, включающее цилиндрический заземленный корпус, размещенный в нем по оси высоковольтный электрод с диэлектрическим покрытием, патрубки для ввода и вывода нефти и отвода воды, отличающееся тем, что диэлектрическое покрытие выполнено из материала, диэлектрическая проницаемость которого соответствует соотношению
где ε диэлектрическая проницаемость материала покрытия, отн.ед.

d толщина покрытия, м;
U- рабочее напряжение, В;
f частота рабочего напряжения, 1/с,
при этом толщина диэлектрического покрытия соответствует соотношению
d > 0,3 · 10^-6 U,
а отношение радиуса высоковольтного электрода к радиусу корпуса равно 0,25 0,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1